Наука и математика идут рука об руку. Математику можно считать разновидностью языка. В частности, это количественный язык, который позволяет ученым объективно описывать отношения и явления.
Все отрасли науки используют математику в той или иной степени. Алгебра и тригонометрия позволяют работать с простыми отношениями между величинами. Исчисление и дифференциальные уравнения позволяют понять, как системы постепенно изменяются со временем. Экспоненциальные и логарифмические функции широко используются для понимания величин, рост или уменьшение которых зависит от их текущего состояния. А статистика невероятно полезна для определения того, влияет ли изменение чего-либо в системе на что-то еще, и как.
В общем, даже на курсах вводного уровня вам должно быть комфортно работать с числами, вводить их в формулы, использовать соответствующий порядок операций и обращаться с научными обозначениями. Вы также должны иметь калькулятор и знать, как им правильно пользоваться.
Математика в физике
Физика имеет репутацию отрасли науки, наиболее связанной с математикой. Это неудивительно, поскольку оно начинается с изучения движения, описываемого кинематическими уравнениями, и только оттуда строится.
Если вы посещаете уроки физики в средней школе или уроки общей физики в колледже, вам пригодится прочный фундамент алгебры. При изучении движения, сил и других факторов вам необходимо уметь решать уравнения и системы уравнений с одной или несколькими переменными.
Если вы изучаете инженерную физику или более продвинутую физику, вам нужно будет познакомиться с математическим расчетом. Это позволит вам заниматься выводом уравнений, а также находить решения более сложных проблем, например связанных с уравнениями электромагнетизма Максвелла.
Любой, кто занимается более углубленным изучением физики, например, на незначительном или крупном уровне по этому предмету, возьмет даже более продвинутая математика для поддержки их обучения, например линейная алгебра и дифференциал уравнения.
Математика в биологии
По сравнению с физикой, биология часто рассматривается как наука с наименьшим объемом математики; Однако и в этой области математика имеет множество приложений.
В то время как базовый курс средней школы или курс колледжа без специализации может иметь немного больше, чем случайные простые формулы, понимание некоторых биологических концепций, таких как рост населения требует умения работать с экспоненциальными функциями, и когда вы узнаете о научных исследованиях и о том, как их интерпретировать, вам также понадобится знание статистики. обязательный.
Любой, кто специализируется на биологии, скорее всего, будет нуждаться в исчислении и статистике на уровне колледжа в ходе обучения. Часто специалисты по биологии в конечном итоге работают в области медицины, где важно понимание процентов и пропорций, а также функций и периодов полураспада. В некоторых областях биологических исследований требуется еще больше математики, поскольку есть люди, специализирующиеся на математических моделях, описывающих биологические системы.
Математика в химии
Химия имеет тенденцию быть более интенсивной в математике, чем биология. Вам понадобится прочный фундамент в алгебре при поступлении на курс химии в средней школе или колледже.
Также важным в химии является изучение статистики, особенно если вы планируете специализироваться на химии или работать по специальности, связанной с химией. Тригонометрия и исчисление также будут актуальны, но в меньшей степени.
Так же, как математическая биология - это область изучения, математическая химия также требует знаний в области сложных расчетов, дифференциальных уравнений и методов моделирования.
Математика в астрономии
Многие студенты соблазняются на занятия по астрономии ложным убеждением, что они не связаны с математикой. Но на самом деле астрономия - это раздел физики. Вы можете думать об этом как о физике в приложении к космосу.
В то время как вводный курс астрономии, не относящийся к основным специальностям, может не включать много математики, кроме начальной алгебры и понимания научных обозначений, вы должны хорошо владеть обоими, чтобы добиться успеха.
На более продвинутых курсах астрономии вы можете рассчитывать на использование той же математики, что и в курсах физики, включая, среди прочего, углубленное исчисление и дифференциальные уравнения.
Математика в геологии
Чтобы изучать геологию, вам также понадобится прочный фундамент в базовой алгебре, прежде чем вы начнете. Геология также использует экспоненциальные и логарифмические функции, особенно при обсуждении того, как определять возраст образцов.
Тем, кто изучает геологию за пределами вводного уровня, необходимо будет также изучить математический анализ и статистику. Большая часть геологии содержит статистические данные, но есть также области, которые имеют дело с другими концепциями продвинутой математики, такими как геометрия и топология.
Математика в природе
В природе математика появляется повсюду, если вы знаете, где искать, от моделирования популяции до моделей роста растений.
Фактически, некоторые математики проводят всю свою жизнь, изучая фракталы и специальные математические соотношения, такие как золотая середина и то, как они проявляются в природе.
Большая часть изучения природы - это понимание экологии и взаимоотношений между хищниками и добычей, а также другими формами жизни в экосистеме. Для подробного изучения этих вещей требуются математические модели, которые часто включают экспоненциальные функции и даже дифференциальные уравнения.
Таким образом, в то время как базовый класс по природе может упоминать очень мало математики, более глубокое понимание природных процессов может потребовать математических вычислений, статистики и не только.